不同的介质计量选择不同的流量计_如何选择流量计

　　富马凌工为你提供选型推荐，专业选型推荐。为了包管流量仪表在现场过程当中发挥、zui的应用，流量计的抉择，必需要根据现场需要计量的介质而定。一、气体介质，应抉择的流量计品种是：1、超声波气体流量计。2、涡街流量计。如气体温度跨越300℃,可选气压式流量计。二、火油、柴油等油品介质，应抉择的流量计品种是：超声波流量计。三、砂浆、电粉浆等大浓度、固体颗粒含量大的介质，应抉择的流量计品种是：电磁流量计。四、自来水大流量的介质，应抉择的流量计品种是：实用选型为智能电磁流量计、超声波流量计。其余诸如涡街流量计、孔板流量计等也能够。五、污水、纸浆等浑浊液体介质，应抉择的流量计品种是：1、超声波流量计及智能电磁流量计。但在选用电磁流量计时要斟酌液体中不含较多氛围或气泡。六、带有较多气泡的液体介质，应抉择的流量计品种是：超声波流量计，应用该范例的流量计丈量带有气泡的流体，后果十分好。七、纯净水、除盐水等电导率低的介质，应抉择的流量计品种是：超声波流量计异常得当丈量这类流体。八、酸、碱液等强腐化性介质，应抉择的流量计品种是：1、抗酸碱内衬的电磁流量计。2、外夹式超声波流量计。

　　用以丈量管路中流体流量(单位光阴内经由过程的流体体积)的仪表。有转子流量计、撙节式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。

　　流量丈量办法和仪表的品种繁多,分类办法也很多。至今为止,可供产业用的流量仪表品种达60种之多。品种如此之多的缘故原由就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何活动状况和任何应用前提都实用的流量仪表。

　　这60多种流量仪表,每种产物都有它特定的实用性,也都有它的局限性。按丈量工具划分就有关闭管道和明渠两大类;按丈量目标又可分为总量丈量和流量丈量,其仪表分离称作总量表和流量计。

　　总量表丈量一段光阴内流过管道的流量,因此短暂光阴内流过的总量除以该光阴的商来表现,现实上流量计平日亦备有积累流量装配,做总量表应用,而总量表亦备有流量发讯装配。因此,以严厉意义来分流量计和总量表已无现实意义。

　　按丈量道理分有力学道理、热学道理、声学道理、电学道理、光学道理、原子物理学道理等。

　　依照今朝zui流行、zui广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、品质流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分离阐述各种流量计的道理、特色、应用详情及海内外的成长情况。

　　差压式流量计是根据装配于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体前提和检测件与管道的多少尺寸来盘算流量的仪表。

　　差压式流量计由一次装配(检测件)和二次装配(差压转换和流量表现仪表)构成。平日以检测件对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

　　二次装配为各种机器、电子、电机一体式差压计,差压变送器及流量表现仪表。它已成长为三化(系列化、通用化及尺度化)水平很高的、品种规格繁芜的一大类仪表,它既可丈量流量参数,也可丈量别的参数(如压力、物位、密度等)。

　　差压式流量计的检测件按其感化道理可分为:撙节装配、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

　　检测件又可按其尺度化水平分为二大类:尺度的和非尺度的。

　　所谓尺度检测件是只要依照尺度文件筹划、制作、装配和应用,无须经实流标定即可肯定其流量值和预算丈量误差。

　　非尺度检测件是成熟水平较差的,还没有参加海内尺度中的检测件。

　　差压式流量计是一类应用zui广泛的流量计,在各种流量仪表中其应用量占居*。比年来,因为各种新型流量计的问世,它的应用量百分数逐渐低落,但今朝仍是zui重要的一类流量计。

　　长处:

　　(1)应用zui多的孔板式流量计布局坚固,性能稳定靠得住,应用寿命长;

　　(2)应用范围广泛,至今还没有任何一类流量计可与之相比拟;

　　(3)检测件与变送器、表现仪表分离由分歧厂家临盆,便于范围经济临盆。

　　毛病:

　　(1)丈量精度广泛偏低;

　　(2)范围度窄,一样平常仅3:1~4:1;

　　(3)现场装配前提请求高;

　　(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

　　注：一种新型产物：引进美国航天航空局而开辟的平衡流量计，这类流量计的丈量精度是传统撙节装配的5-10倍，*压力丧失1/3。压力恢复快2倍，zui小直管段能够小至1.5D，装配和应用方便，大大减少流体运行的能力耗费。

　　应用详情:

　　差压式流量计应用范围分外广泛,在关闭管道的流量丈量中各种工具都有应用,如流体方面:单相、混相、干净、脏污、粘性流等;事情状况方面:常压、高压、真空、常温、低温、低温等;管径方面:从几mm到几m;活动前提方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各产业部门的用量约占流量计全体用量的1/4~1/3。

　　3.2浮子流量计

　　浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子能够在锥管内自在地回升和低落。

　　浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围zui宽广的一类流量计,分外在小、微流量方面有举足轻重的感化。

　　80年月中期,日本、西欧、美国的金额占流量仪表的15%~20%。中国产量1990年估量在12~14万台,此中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

　　特色:

　　(1)玻璃锥管浮子流量计布局简略,应用方便,毛病是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;

　　(2)实用于小管径和低流速;

　　(3)压力丧失较低。

　　3.3容积式流量计

　　容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度zui高的一类。它应用机器丈量元件把流体连续赓续地分割成单个已知的体积部门,根据丈量室逐次反复地充斥和排放该体积部门流体的次数来丈量流体体积总量。

　　容积式流量计按其丈量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

　　长处:

　　(1)计量精度高;

　　(2)装配管道前提对计量精度没有影响;

　　(3)可用于高粘度液体的丈量;

　　(4)范围度宽;

　　(5)直读式仪表无需外部能源可间接得到累计,总量,清晰明了,操作简便。

　　毛病:

　　(1)成果繁杂,体积庞大;

　　(2)被测介质品种、口径、介质事情状况局限性较大;

　　(3)不实用于高、低温场所;

　　(4)大部门仪表只实用于干净单相流体;

　　(5)产生噪声及振动。

　　应用详情:

　　容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类应用量zui大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、自然气等)的总量丈量。

　　产业发达国家比年PD流量计(不包含家用煤气表和家用水表)的金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包含家用煤气表)估量为34万台,此中椭圆齿轮式和腰轮式分离约占70%和20%。

　　3.4涡轮流量计

　　涡轮流量计,是速率式流量计中的重要品种,它采纳多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从并且推导出流量或总量的仪表。

　　一样平常它由传感器和表现仪两部门构成,也可做成全体式。

　　涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利品质流量计称为流量计中三类反复性、精度的产物,作为范例流量计之一,其产物已成长为多品种、多系列批量临盆的范围。

　　长处:

　　(1)高精度,在一切流量计中,属于zui的流量计;

　　(2)反复性好;

　　(3)元零点漂移,抗*力好;

　　(4)范围度宽;

　　(5)布局紧凑。

　　毛病:

　　(1)不克不及长期坚持校准特征;

　　(2)流体物性对流量特征有较大影响。

　　应用详情:

　　涡轮流量计在如下一些丈量工具得到广泛应用:火油、有机液体、无机液、液化气、自然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的自然计量仪表,仅荷兰在自然气管线上就采纳了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为精良的自然气计量仪表。

　　3.5电磁流量计

　　电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种丈量导电性液体的仪表。

　　电磁流量计有一系列精良特征,能够办理别的流量计不容易应用的成绩,如脏污流、腐化流的丈量。

　　70、80年月电磁流量在技巧上有严重突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其应用量百分数赓续回升。

　　长处:

　　(1)丈量通道是段光滑直管,不会阻塞,实用于丈量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;

　　(2)不产生流量检测所构成的压力丧失,节能后果好;

　　(3)所测得体积流量现实上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变更的明显影响;

　　(4)流量范围大,口径范围宽;

　　(5)可应用腐化性流体。

　　毛病:

　　(1)不克不及丈量电导率很低的液体,如火油制品;

　　(2)不克不及丈量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;

　　(3)不克不及用于较低温度。

　　应用详情:

　　电磁流量计应用范畴广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径罕用于高请求或难测场所,如钢铁产业高炉风口冷却水节制,造纸产业丈量纸浆液和黑液,化学产业的强腐化液,有色冶金产业的矿浆;小口径、微小口径罕用于医药产业、食品产业、生物化学等有卫生请求的场所。

　　3.6涡街流量计

　　涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡产生体,流体在产生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

　　涡街流量计按频率检出办法可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

　　涡街流量计是属于zui年轻的一类流量计,但其成长敏捷,今朝已成为通用的一类流量计。

　　长处:

　　(1)布局简略坚固;

　　(2)实用流体品种多;

　　(3)精度较高;

　　(4)范围度宽;

　　(5)压损小。

　　毛病:

　　(1)不实用于低雷诺数丈量;

　　(2)需较长直管段;

　　(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);

　　(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

　　3.7超声波流量计

　　超声波流量计是经由过程检测流体活动对超声束(或超声脉冲)的感化以丈量流量的仪表。

　　根据对旌旗灯号检测的道理超声流量计可分为传播速率差法(间接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相干法、空间滤法及噪声法等。

　　超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属*流量计,是适于办理流量丈量艰苦成绩的一类流量计,分外在大口径流量丈量方面有较突出的长处,比年来它是成长敏捷的一类流量计之一。

　　长处:

　　(1)可做非接触式丈量;

　　(2)为无活动阻拦丈量,无压力丧失;

　　(3)可丈量非导电性液体,对无阻拦丈量的电磁流量计是一种补充。

　　毛病:

　　(1)传播光阴法只能用于干净液体和气体;而多普勒法只能用于丈量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;

　　(2)多普勒法丈量精度不高。

　　应用详情:

　　(1)传播光阴法应用于干净、单相液体和气体。典型应用有工场排放液、:怪液、液化自然气等;

　　(2)气体应用方面在高压自然气范畴已有应用良好的经验;

　　(3)多普勒法实用于异相含量不太高的双相流体,比方:未处理污水、工场排放液、脏流程液;平日不实用于异常干净的液体。

　　[编纂本段]3.8科里奥利品质流量计

　　科里奥利品质流量计(如下简称CMF)是应用流体在振动管中活动时,产生与品质流量成正比的科里奥利力道理制成的一种间接式品质流量仪表。

　　我国CMF的应用起步较晚,比年已有几家制作厂(如太行仪表厂)自行开辟供给市场;另有几家制作厂组建合资企业或引用外洋技巧临盆系列仪表。

　　热式气体品质流量计

　　热式流量计传感器包含两个传感元件，一个速率传感器和一个温度传感器。它们自动地赔偿和校正气体温度变更。仪表的电加热部门将速率传感器加热到高于工况温度的某一个定值，使速率传感器和丈量工况温度的传感器之间构成恒定温差。当坚持温差不变时，电加热耗费的能量，也能够说热消散值，与流过气体的品质流量成正比。

　　热式气体品质流量计即MassFlowMeter（缩写为MFM)，它是气体流量计量中新型仪表，区别于别的气体流量计不需要停止压力和温度修改，间接丈量气体的品质流量，一支传感器能够做到量程从极低到高量程。它得当单一气体和坚固比例多组份气体的丈量。

　　热式气体品质流量计是用于丈量和节制气体品质流量的新型仪表。可用于火油、化工、钢铁、冶金、电力、轻工、医药、环保等产业部门的氛围、烃类气体、可燃性气体、烟道气体的监测。

　　特色

　　靠得住性高反复性好丈量精度高压损小

　　无活动部件量程比宽响应速率快无须温压赔偿

　　应用

　　?产业管道中气体品质流量丈量?烟囱排出的烟气流速丈量

　　?煅烧炉烟道气流量丈量?燃气过程当中氛围流量丈量

　　?压缩氛围流量丈量?半道体芯片制作过程当中气体流量丈量

　　?污水处理中气体流量丈量?加热通风和空调体系中的气体流量丈量

　　?熔剂回收体系气体流量丈量?熄灭锅炉中熄灭气体流量丈量

　　?自然气、火炬气、氢气等气体流量丈量

　　?啤酒临盆过程当中二氧化碳气体流量丈量

　　?水泥、卷烟、玻璃厂临盆过程当中气体品质流量丈量

　　如：美国SIERRA

　　中国DSN

　　3.9明渠流量计

　　与前述几种分歧,它是在非满管状敞开渠道丈量自在表面自然流的流量仪表。

　　非满管态活动的水路称作明渠,丈量明渠中水流流量的称作明渠流量计(openchannelflowmeter)。

　　明渠流量计除圆形外,另有U字形、梯形、矩形等多种外形。

　　明渠流量计应用场一切城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放和水利工程和农业灌溉用渠道。有人估量1995台,约占流量仪表全体的1.6%,然则海内应用还没有估量数据。

　　4,新事情道理流量仪表的研讨和开辟

　　4.1静电流量计

　　(electrostaticflowmeter)

　　日本东京技巧学院研制实用于火油运送管线低导电液体流量丈量的静电流量计。

　　静电流量计的金属丈量管绝缘地与管系连接,丈量电容器上静电荷便可知道丈量管内的电荷。他们分离作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料丈量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间靠近于线性。

　　4.2复合效应流量仪表

　　(combinedeffectsmeter)

　　该仪表的事情道理是基于流体的动量和压力感化于仪表腔体产生的变形,丈量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开辟,已申请两项。

　　4.3转速表式流量传感器

　　(tachmetricflowratesensor)

　　它是由俄罗斯迷信工程中心产业仪表公司开辟，是基于悬浮效应实践研制的。该仪表已在多少现场成功的应用(比方在核电站装配2000余台丈量热水流量，连续应用8年),且还在改进以扩大应用范畴。

　　5,几种流量仪表应用和成长动向

　　5.1科里奥利品质流量计(CMF)

　　外洋CMF已成长30余系列，各系列开辟在技巧上着眼点在于:流量检测丈量管布局上筹划创新;进步仪表零点稳定性和度等性能;增长丈量管挠度,进步灵敏度;改善丈量管应力散布,低落疲劳损坏,增强抗振动*力等。

　　5.2电磁流量计(EMF)

　　EMF从50年月初进入产业应用以来,应用范畴日益扩展,80年月前期起在列国流量仪表金额中已占16%~20%。

　　我国比年成长敏捷,1994年估量为6500~7500台。海内已临盆zui大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的装备能力。

　　5.3涡街流量计(USF)

　　USF在60年月前期进入产业应用,80年月前期起在列国流量仪表金额中已占4%~6%。1992年天下范围估量量为3.54.8万台,同期海内产物估量在8000~9000台。

　　5.4威力巴流量计

　　威立巴流量计计采纳了*符合氛围动力学道理的工程布局筹划，是一种在精度、功效及靠得住方面达到了无比水平的传感元件。

　　6,结论

　　由上述可知,流量计成长到本日虽然已日趋成熟,但其品种仍然极其繁多,至今还没有一种对付任何场所都实用的流量计。

　　每种流量计都有其实用范围,也都有局限性。这就请求咱们:

　　(1)在抉择仪表时,一定要熟悉仪表和被测工具两方面的情况,并要兼顾斟酌别的身分,如许丈量才会;

　　(2)努力研制新型仪表,使其在现有的根基上加倍。

　　差压式流量计

　　差压式流量计(如下简称DPF或流量计)是根据装配于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体前提和检测件与管道的多少尺寸来丈量流量的仪表。DPF由一次装配(检测件)和二次装配(差压转换和流量表现仪表)构成。平日以检测件的型式对DPF分类，如孔扳流量计、文丘里管流量计及均速管流量计等。二次装配为各种机器、电子、电机一体式差压计，差压变送器和流量表现及盘算仪表，它已成长为三化(系列化、通用化及尺度化)水平很高的品种规格繁芜的一大类仪表。差压计既可用于丈量流量参数，也可丈量其余参数(如压力、物位、密度等)。

　　DPF按其检测件的感化道理可分为撙节式、动压头式、水力阻力式、离心式、动压增益式和射流式等几大类，此中以撙节式和动压头式应用。

　　撙节式DPF的检测件按其尺度化水平分为尺度型和非尺度型两大类。所谓尺度撙节装配是指依照尺度文件筹划、制作、装配和应用，无须经实流校准即可肯定其流量值并预算流量丈量误差，非尺度撙节装配是成熟水平较差，还没有参加尺度文件中的检测件。

　　尺度型撙节式DPF的成长经过漫长的过程，早在20世纪20年月，美国和欧洲即开端停止大范围的撙节装配试验研讨。用得zui广泛的撙节装配--孔板和喷嘴开端尺度化。如今尺度喷嘴的一种型式ISAl932喷嘴，其多少外形就是30年月尺度化的，而尺度孔板亦曾称为ISAl932孔板。撙节装配布局的尺度化有很深远的意义，因为只要撙节装配布局尺度化了，才有可能把海内上浩繁研讨成果汇集到一起，它促进检测件的实践和实践向深度和广度拓展，这是其余流量计所不及的。1980年ISO(海内尺度化组织)正式经由过程海内尺度ISO5167，至此流量丈量撙节装配*个海内尺度诞生了。ISO5167总结了几十年来海内上对为数有限的几种撙节装配(孔板、喷嘴和文丘里管)的实践与试验的研讨成果，反应了此类检测件的当代迷信与临盆的技巧水平。然则从ISO5167正式公布之日起，它就暴露出很多亟待办理的成绩，这些成绩重要有如下几个方面。

　　1)ISO5167试验数据的陈旧性ISO5167中采纳的数据大多是30年月的试验成果，本日无论撙节装配制作技巧，流量试验装备及试验技巧都有巨大的进步，从新停止体系地试验以得到更高度及更靠得住的数据是必要的。进入80年月美国和欧洲都停止大范围的试验，为订正ISO5167打下根基。

　　2)ISO5167中对付直管段长度划定的成绩在ISO投票经由过程ISO5167时，美国投了反对票，其重要缘故原由是对直管段长度的划定有分歧意见，这个成绩应是ISO5167订正的重要成绩之一。

　　3)ISO5167中各项划定的迷信性成绩影响撙节装配流出系数的身分分外多，重要有孔径与管径的比值β、取压装配、雷诺数、撙节件装配偏爱度、先后阻流件范例及直管段长度、孔板进口边沿尖利度、管壁粗糙度、流体活动湍流度等，浩繁身分影响错综繁杂，有的参数难以间接丈量，因此尺度中有些划定并非迷信地肯定，而是为了取得一致，不得不人为地肯定。流量专家斯宾塞(E．A．Spencer)提出一系列应从新检讨的成绩，如孔板平直度、齐心度、直角边沿尖利度、管道粗糙度、下游流速散布及活动调整器的感化等。

　　4)对付撙节式DPF丈量度进步的成绩鉴于撙节式DPF在流量计中占有重要地位，进步其丈量度意义严重。历次海内学术会议认为必需使流量丈量事情者、流体力学与盘算机技巧事情者紧密合作共同攻关能力办理此成绩。

　　20世纪80年月美国和欧洲开端停止大范围的孔板流量计试验研讨，欧洲为欧共体试验筹划(EECExperimentalProgram)，美国为API试验筹划(APIExperimentalProgram)。试验的目标是用现代测试装备及试验数据的统计处理技巧停止新一轮的范围广泛的试验研讨，为订正ISO5167打下技巧根基。1999年ISO发出ISO5167的订正稿(ISO／CD5167-1-4)，该文件为委员会草案，它在技巧内容与编纂上都有很大改动，是一份全新的尺度。本来预定于1999年7月在美国丹佛举行的ISO／TC30／SC2会议上审查经由过程为DIS(尺度草案)，然则会议认为尚有细节成绩应再商榷而未能经由过程。新的ISO5167尺度何时正式公布尚不得而知。ISO5167新尺度在尺度的两个核心内容皆有实质性变更，一是孔板的流出系数公式，用Reader-Harris/Gallagher盘算式(R-G式)代替Stolz盘算式，另一为撙节装配下游侧直管段长度的划定和活动调整器的应用等。

　　咱们平日称ISO5167(GB／T2624)中所列撙节装配为尺度撙节装配，其余的都称为非尺度撙节装配，应当指出，非尺度撙节装配不只是指那些撙节装配布局与标难撙节装配相异的，假如尺度撙节装配在偏离尺度前提下事情亦应称为非尺度撙节装配，比方，尺度孔板在混相流或尺度文丘里喷嘴在临界流下事情的都是。

　　今朝非尺度撙节装配大抵有如下一些品种：

　　1)低雷诺数用1／4圆孔板，锥形进口孔板，双重孔板，双斜孔板，半圆孔板等；

　　2)脏污介质用圆缺孔板，偏爱孔板，环状孔板，楔形孔板，弯管撙节件等；

　　3)高压损用罗洛斯管，道尔管，道尔孔板，双重文丘里喷嘴，通用文丘里管，Vasy管等；

　　4)小管径用全体(内藏)孔板；

　　5)端头撙节装配端头孔板，端头喷嘴，Borda管等；

　　6)宽范围度撙节装配弹性加载可变面积可变压头流量计(线性孔板)；

　　7)毛细管撙节件层流流量计；

　　8)脉动流撙节装配；

　　9)临界流撙节装配音速文丘里喷嘴；

　　10)混相流撙节装配。

　　撙节式DPF现场应用的赓续拓展必定提出成长非尺度撙节装配的请求，十余年来ISO亦在赓续制定有关非尺度撙节装配的技巧文件，在它们不克不及成为正式尺度以前作为技巧申报颁发。能够预感，往后有可能多少较为成熟的非尺度撙节装配会晋升为尺度型的。

　　20世纪90年月中前期天下范围内百般DPF量在流量仪表总量中台数占50％-60％(每一年约百万台)，金额占30％阁下。我国台数约占流量仪表总量(不包含*表和家用水表及玻璃管浮子流量计)的35％-42％(每一年6万-7万台)。

　　2事情道理

　　2.1根本道理

　　充斥管道的流体，当它流经管道内的撙节件时，如图4.1所示，流速将在撙节件处构成部门压缩，因此流速增长，静压力低落，于是在撙节件先后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，如许可根据压差来权衡流量的巨细。这类丈量办法因此活动连续性方程(品质守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为根基的。压差的巨细不只与流量还与其余很多身分有关，比方当撙节装配或管道内流体的物理性子(密度、粘度)分歧时，在异样巨细的流量下产生的压差也是分歧的。

　　图4.1孔板附近的流速和压力散布

　　2.2流量方程

　　式中qm--品质流量，kg/s;

　　qv--体积流量，m3/s;

　　C--流出系数；

　　ε--可膨胀性系数；

　　β--直径比，β=d/D;

　　d--事情前提下撙节件的孔径，m；

　　D--事情前提下下游管道内径，m；

　　P--差压，Pa；

　　ρl--下游流体密度，kg/m3。

　　由上式可见，流量为C、ε、d、ρ、P、β(D)6个参数的函数，此6个参数可分为实丈量[d，ρ，P，β(D)]和统计量(C、ε)两类。

　　(1)实丈量

　　1)d、D式(4．1)中d与流量为平方干系，其度对流量总精度影响较大，误差值一样平常应节制在±0．05％阁下，还应计及事情温度对资料热膨胀的影响。尺度划定管道内径D必需实测，需在下游管段的几个截面上停止屡次丈量求其平均值，误差不该大于±0．3％。除对数值丈量精度请求较高外，还应斟酌内径误差会对撙节件下游通道构成不正常撙节征象所带来的严重影响。因此，当不是成套供给撙节装配时，在现场配管应充足留意这个成绩。

　　2)ρρ在流量方程中与P是处于一致地位，亦就是说，当寻求差压变送器高精度品级时，绝不要忘怀ρ的丈量精度亦应与之相婚配。不然P的进步将会被ρ的低落所抵消。

　　3)P差压P的丈量不该只限于选用一台高精度差压变送器。现实上差压变送器能否接受到实在的差压值还决定于一系列身分，此中正确的取压孔及引压管线的制作、装配及应用是包管得到实在差压值的关键，这些影响身分很多是难以定量或定性肯定的，只要增强制作及装配的规范化事情能力达到目标。

　　(2)统计量

　　1)C统计量C是无法实测的量(指按尺度筹划制作装配，不经校准应用)，在现场应用时zui繁杂的情况出如今现实的C值与尺度肯定的C值不相符合。它们的偏离是由筹划、制作、装配及应用一系列身分构成的。应当明确，上述各环节全体严厉遵循尺度的划定，其现实值才会与尺度肯定的值相符合，现场是难以*这类请求的。

　　应当指出，与尺度前提的偏离，有的可定量预算(可停止修改)，有的只能定性估量(不肯定度的幅值与偏向)。然则在现实中，有时不只是一个前提偏离，这就带来异常繁杂的情况，因为一样平常资料中只介绍某一前提偏离惹起的误差。假如很多前提同时偏离，则缺少相干的资料可查。

　　2)ε可膨胀性系数ε是对流体经由过程撙节件时密度产生变更而惹起的流出系数变更的修改，它的误差由两部门构成：其一为罕用流量下ε的误差，即尺度肯定值的误差；其二为因为流量变更ε值将随之波动带来的误差。一样平常在低静压高差压情况，ε值有不可忽略的误差。当P／P≤0.04时，ε的误差可忽略不计。

　　3分类

　　差压式流量计分类如表4.1所示。

　　表4.1差压式流量计分类表

　　分类准则分类范例

　　按产生差压的感化道理分类1）撙节式；2）动压头式；3）水力阻力式；4）离心式；5）动压增益式；6）射流式

　　按布局分类1）尺度孔板；2）尺度喷嘴；3）经典文丘里管；4）文丘里喷嘴；5）锥形进口孔板；6）1/4圆孔板；7）圆缺孔板；8）偏爱孔板；9）楔形孔板；10）全体（内藏）孔板；11）线性孔板；12）环形孔板；13）道尔管；14）罗洛斯管；15）弯管；16）可换孔板撙节装配；17）临界流撙节装配

　　按用途分类1）尺度撙节装配；2）低雷诺数撙节装配；3）脏污流撙节装配；4）高压损撙节装配；5）小管径撙节装配；6）宽范围度撙节装配；7）临界流撙节装配；

　　3.1按产生差压的感化道理分类

　　1)撙节式根据流体经由过程撙节件使部门压力能转变成动能以产生差压的道理事情，其检测件称

　　之为撙节装配，是DPF的重要品种。

　　2)动压头式根据动压转变成静压的道理事情，如均速管流量计。

　　3)水力阻力式根据流体阻力产生的压差道理事情，检测件为毛细管束，又称层流流量计，一

　　般用于微小流量丈量。

　　4)离心式根据弯曲管或环状管产生离心力道理构成的压差事情，如弯管流量计，环形管流量

　　计等。

　　5)动压增益式根据动压缩小道理事情，如皮托-文丘里管。

　　6)射流式根据流体射流撞击产生道理事情，如射流式差压流量计。

　　3.2按布局分类

　　1)尺度孔板又称齐心直角边沿孔板，其轴向截面如图4.2所示。孔板是一块加工成圆形齐心的具备锋利直角边沿的薄板。孔板开孔的下游侧边沿应是锋利的直角。尺度孔板有三种取压办法：角接、法兰及D-D/2取压；如图4.3所示。为从两个偏向的任一个偏向丈量流量，可采纳对称孔板，撙节孔的两个边沿均符合直角边沿孔板下游边沿的特征，且孔板全体厚度不跨越撙节孔的厚度。

　　尺度孔板

　　孔板的三种取压办法

　　2)尺度喷嘴有两种布局：ISA1932喷嘴和长径喷嘴。

　　a.ISA1932喷嘴（）下游面由垂直于轴的立体、廓形为圆周的两段弧线所肯定的压缩段、圆筒形喉部和凹槽构成的喷嘴。ISA1932喷嘴的取压办法仅角接取压一种。

　　ISA1932喷嘴

　　b.长径喷嘴（）下游面由垂直于轴的立体、廓形为1/4椭圆的压缩段、圆筒形喉部和可能有的凹槽或斜角构成的喷嘴。长径喷嘴的取压办法仅D-D/2取压一种。

　　3）经典文丘里管由进口圆筒段A、圆锥压缩段B、圆筒形喉部C和圆锥分散段E构成，如图4.6所示。根据分歧的加工办法，有如下布局：①具备粗铸压缩段的；②具备机器加工压缩段的；③具备铁板焊接压缩段的。分歧布局的L1、L2、R1、R2与D、d的干系如表4.2所示。

　　4）文丘里喷嘴由进口喷嘴、圆筒形喉部及分散段构成，如图4.7所示。

　　5）锥形进口孔板锥形进口孔板与尺度孔板相似，相当于一块倒装的尺度孔板，其布局如图4.8所示，取压办法为角接取压。表4.2L1、L2、R1、R2与D、d干系

　　注粗铸进口机器加工的进口粗焊的铁板进口

　　1±0.25D(100mm＜D＜150mm)

　　L1=0.5D±0.05DL1=0.5D±0.05D

　　2L2=1D或0.25D250mm两个量中的小者L2≥D(进口直径)L2≥D(进口直径)

　　3R1=1.375D20%R1＜0.25DR1=0,焊缝除外

　　4R2=3.625d至3.8dR2＜0.25DR2=0,焊缝除外

　　经典文丘里管

　　文丘里喷嘴

　　锥形进口孔板

　　1一环隙；2-夹持环；3一下游端面A；4-下游端面B；

　　5-轴线；6-流向；7-取压口；8-孔板；

　　X-带环隙的夹持环；Y-单独取压口

　　超声波流量计的根本道理及范例

　　超声波在活动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此经由过程接管到的超声波就能够检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的办法，可分为传播速率差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相干法等分歧范例的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来跟着集成电路技巧敏捷成长才开端应用的一种

　　非接触式仪表，适于丈量不容易接触和察看的流体和大管径流量。它与水位计联动可停止敞开水流的流量丈量。应用超声波流量比不用在流体中装配丈量元件故不会改变流体的活动状况，不产生附加阻力，仪表的装配及检修均可不影响临盆管线运行因此是一种理想的节能型流量计。

　　*，今朝的产业流量丈量广泛存在着大管径、大流量丈量艰苦的成绩，这是因为一样平常流量计跟着丈量管径的增大会带来制作和运输上的艰苦，造价进步、能损加大、装配不只这些毛病，超声波流量计均可避免。因为各种超声波流量计均可管外装配、非接触测流，仪表造价根本上与被测管道口径巨细有关，而别的范例的流量计跟着口径增长，造价大幅度增长，故口径越大超声波流量计比相同功效别的范例流量计的功效价钱比越优越。被认为是较好的大管径流量丈量仪表，多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的丈量。在发电厂中，用便携式超声波流量计丈量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体丈量。管径的实用范围从2cm到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河道都可实用。

　　别的，超声丈量仪表的流量丈量度险些不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接涉及便携式丈量仪表，故可办理别的范例仪表所难以丈量的强腐化性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量丈量成绩。别的，鉴于非接触丈量特色，再配以合理的电子路线，一台仪表可顺应多种管径丈量和多种流量范围丈量。超声波流量计的顺应能力也是别的仪表不可比拟的。超声波流量计具备上述一些长处因此它越来越受到重视并且向产物系列化、通用化成长，现已制成分歧声道的尺度型、低温型、防爆型、湿式型仪表以顺应分歧介质，分歧场所和分歧管道前提的流量丈量。

　　超声波流量计今朝所存在的毛病重要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合资料耐温水平的限制，和低温下被测流体传声速率的原始数据不全。今朝我国只能用于丈量200℃如下的流体。别的，超声波流量计的丈量路线比一样平常流量计繁杂。这是因为，一样平常产业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速率约为1500m／s阁下，被测流体流速(流量)变更带给声速的变更量zui大也是10－3数量级．若请求丈量流速的度为1％，则对声速的丈量度需为10-5～10-6数量级，因此必需有的丈量路线能力完成，这也正是超声波流量计只要在集成电路技巧敏捷成长的前题下能力得到现实应用的缘故原由。

　　超声波流量计由超声波换能器、电子路线及流量表现和积累体系三部门构成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接管器接管到的超声波旌旗灯号，经电子路线缩小并转换为代表流量的电旌旗灯号供给表现和积算仪表停止表现和积算。如许就完成了流量的检测和表现。

　　超声波流量计罕用压电换能器。它应用压电资料的压电效应，采纳适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接管换能器接管，并经压电元件变成电能，以便检测。发射换能器应用压电元件的逆压电效应，而接管换能器则是应用压电效应。

　　超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径跨越厚度的10倍，以包管振动的偏向性。压电元件资料多采纳锆钛酸铅。为坚固压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件故人声楔中，构成换能器全体(又称探头)。声楔的资料不只请求强度高、耐老化，并且请求超声波经声楔后能量丧失小即透射系数靠近1。罕用的声楔资料是有机玻璃，因为它通明，能够察看到声楔中压电元件的组装情况。别的，某些橡胶、塑料及胶木也可出声楔资料。

　　超声波流量计的电子路线包含发射、接管、旌旗灯号处理和表现电路。测得的刹时流量和积累流量值用数字量或模仿量表现。

　　根据对旌旗灯号检测的道理，今朝超声波流量计大抵可分传播速率差法(包含：间接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相干法、空间滤波法及噪声法等范例，如图所示。此中以噪声法道理及布局zui简略，便于丈量和携带，价钱便宜但度较低，适于在流量丈量度请求不高的场所应用。因为间接时差法、时差法、频差法和相位差法的根本道理都是经由过程丈量超声波脉冲逆流和逆传播报时速率之差来反应流体的流速的，故又统称为传播速率差法。此中频差法和时差法降服了声速随流体温度变更带来的误差，度较高，以是被广泛采纳。依照换能器的设置装备摆设办法分歧，传播速率差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(穿插法)等。波束偏移法是应用超声波束在流体中的传播偏向随流体流速变更而产生偏移来反应流体流速的，低流速时，灵敏度很低实用性不大．多普勒法是应用声学多普勒道理，经由过程丈量不均匀流体中散射体散射的超声波多普

　　勒频移来肯定流体流量的，实用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量丈量。相干法是应用相干技巧丈量流量，道理上，此法的丈量度与流体中的声速有关，因此与流体温度，浓度等有关，因此丈量度高，实用范围广。但相干器价钱贵，路线比拟繁杂。在微处理机遍及应用后，这个毛病能够降服。噪声法(听音法)是应用管道内流体活动时产生的噪声与流体的流速有关的道理，经由过程检测噪声表现流速或流量值。其办法简略，装备价钱便宜，但度低。

　　以上几种办法各有特色，应根据被测流体性子．流速散布情况、管路装配所在和对丈量度的请求等身分停止抉择。一样平常说来因为产业临盆中工质的温度常不克不及坚持恒定，故多采纳频差法及时差法。只要在管径很大时才采纳间接时差法。对换能器装配办法的抉择准则一样平常是：当流体沿管轴平行活动时，选用Z法；当活动偏向与管铀不平行或管路装配所在使换能器装配距离受到限制时，采纳V法或X法。当流场散布不均匀而表前直管段又较短时，也可采纳多声道(比方双声道或四声道)来降服流速扰动带来的流量丈量误差。多普勒法适于丈量两相流，可避免惯例仪表由悬浮粒或气泡构成的梗塞、磨损、附着而不克不及运行的弊端，因此得以敏捷成长。跟着产业的成长及节能事情的展开，火油混杂(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的运送和应用和燃料油加水助燃等节能办法的成长，都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。

　　流量计的品种很多，一样平常市场上用得比拟广泛的有：电磁流量计、涡街流量计、涡轮流量计、孔板流量计、V锥流量计、金属转子流量计、玻璃转子流量计、旋进旋涡流量计、椭圆齿轮流量计、均速管流量计、超声波流量计等。它们的装配前提对直管段的请求V锥流量计是zui低，而电磁、涡街、孔板等对直管段请求就较高，一样平常是前5D后3D,对付流量计前端有弯头、阀门电磁流量计等的直管段请求就更高，zui高请求直管段是前50D后5D,因此在选购流量计时一定要斟酌流量计现场装配的情况、地位等身分，从而抉择加倍得当现场工矿的流量计。

　　如今流量计所需要的参数：

　　1、被丈量的介质

　　2、被丈量介质的温度

　　3、被丈量介质的压力

　　4、被丈量介质的流量

　　5、请求的丈量精度

　　6、现场工况情况。